本技術(shù)一般而言涉及開關(guān)模式電源(smps)，并且在特定實(shí)施例中涉及具有軟啟動(dòng)功能的降壓(buck)轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)：

1、電力轉(zhuǎn)換器廣泛應(yīng)用于從計(jì)算機(jī)到汽車的許多電子應(yīng)用中。在一些實(shí)施例中，通過操作裝載有電感器或變壓器的開關(guān)執(zhí)行dc-dc、dc-ac和/或ac-dc轉(zhuǎn)換來生成電力轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電壓。電力轉(zhuǎn)換器的示例包括開關(guān)模式電源(smps)和線性穩(wěn)壓器。smps通常比其它類型的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)更高效，因?yàn)殡娏D(zhuǎn)換是通過電感器或變壓器的受控充電和放電來執(zhí)行的，并且減少了由于電阻壓降上的功率耗散而導(dǎo)致的能量損失。

2、smps通常包括至少一個(gè)開關(guān)(也稱為電力開關(guān))和電感器或變壓器。一些特定的拓?fù)浒ń祲恨D(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器和反激式轉(zhuǎn)換器等?？刂齐娐吠ǔＳ糜诖蜷_和關(guān)閉開關(guān)以對(duì)電感器進(jìn)行充電和放電。在一些應(yīng)用中，供應(yīng)給負(fù)載的電流和/或供應(yīng)給負(fù)載的電壓經(jīng)由反饋環(huán)路進(jìn)行控制。在一些拓?fù)渲?，smps中使用的開關(guān)是使用共源共柵(cascode)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。線性穩(wěn)壓器是另一類電力轉(zhuǎn)換器，其中傳輸晶體管由控制器控制(例如，接通和關(guān)斷)，以向外部負(fù)載提供穩(wěn)定的電壓。

3、降壓轉(zhuǎn)換器是smps的熱門選擇，并且通常用于為諸如傳感器或處理器之類的下游設(shè)備提供電力。為了避免或減輕降壓轉(zhuǎn)換器的性能問題，諸如啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流或輸出電壓過沖，期望降壓轉(zhuǎn)換器的軟啟動(dòng)。本領(lǐng)域需要具有良好軟啟動(dòng)性能的降壓轉(zhuǎn)換器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的開關(guān)模式電源smps和集成電路ic設(shè)備。

2、根據(jù)實(shí)施例，一種開關(guān)模式電源(smps)包括降壓轉(zhuǎn)換器和用于降壓轉(zhuǎn)換器的控制電路?？刂齐娐钒ǎ罕容^器，被配置為將降壓轉(zhuǎn)換器的反饋電壓與從第一電壓增加到第二電壓的參考電壓進(jìn)行比較；脈寬調(diào)制器，被配置為生成脈寬調(diào)制(pwm)信號(hào)，其中pwm信號(hào)的脈寬是隨時(shí)間變化的并且與參考電壓的值成比例；與(and)門，其中與門的第一輸入端子和與門的第二輸入端子分別耦合到比較器的輸出端子和脈寬調(diào)制器的輸出端子；脈沖發(fā)生器，耦合到比較器的輸出端子并且被配置為響應(yīng)于比較器的輸出信號(hào)中的上升沿來生成脈沖；以及選擇電路，耦合到與門和脈沖發(fā)生器，其中選擇電路被配置為基于降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，選擇與門的輸出或脈沖發(fā)生器的輸出作為選擇電路的輸出，其中降壓轉(zhuǎn)換器被配置為受選擇電路的輸出控制。

3、優(yōu)選地，選擇電路被配置為：當(dāng)降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓低于預(yù)定閾值時(shí)，選擇與門的輸出作為選擇電路的輸出；并且當(dāng)降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓高于預(yù)定閾值時(shí)，選擇脈沖發(fā)生器的輸出作為選擇電路的輸出。

4、優(yōu)選地，反饋電壓被施加到比較器的第一輸入端子，并且參考電壓被施加到比較器的第二輸入端子。

5、優(yōu)選地，第一輸入端子是比較器的負(fù)端子，并且第二輸入端子是比較器的正端子。

6、優(yōu)選地，所述smps還包括耦合到降壓轉(zhuǎn)換器的輸出端子的分壓器，所述分壓器被配置為生成降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的縮放版本。

7、優(yōu)選地，所述smps還包括：耦合到降壓轉(zhuǎn)換器的輸入/輸出i/o端子并且被配置為生成紋波電壓的紋波重構(gòu)器；以及加法器電路，其中加法器電路被配置為將紋波電壓與降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的縮放版本相加以生成反饋電壓。

8、優(yōu)選地，所述smps還包括被配置為將降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與預(yù)定閾值進(jìn)行比較的電壓檢查電路。

9、優(yōu)選地，由脈沖發(fā)生器生成的脈沖的持續(xù)時(shí)間與降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與脈沖發(fā)生器的電源電壓之間的比率成比例。

10、優(yōu)選地，降壓轉(zhuǎn)換器包括被配置為驅(qū)動(dòng)降壓轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)器電路，其中選擇電路的輸出耦合到柵極驅(qū)動(dòng)器電路。

11、優(yōu)選地，所述smps還包括被配置為生成參考電壓的參考信號(hào)發(fā)生器，其中參考信號(hào)發(fā)生器的輸出端子耦合到脈寬調(diào)制器的輸入端子和比較器的輸入端子。

12、優(yōu)選地，第一電壓為零。

13、優(yōu)選地，參考電壓從第一電壓線性增加到第二電壓。

14、根據(jù)實(shí)施例，一種集成電路(ic)設(shè)備包括：降壓轉(zhuǎn)換器和用于降壓轉(zhuǎn)換器的控制電路?？刂齐娐钒ǎ罕容^器，被配置為將降壓轉(zhuǎn)換器的反饋電壓與從第一電壓增加到第二電壓的參考電壓進(jìn)行比較；脈寬調(diào)制器，被配置為生成具有與參考電壓的值成比例的隨時(shí)間變化的脈寬的脈寬調(diào)制(pwm)信號(hào)；與門，被配置為通過對(duì)比較器的輸出信號(hào)和pwm信號(hào)執(zhí)行邏輯與運(yùn)算來生成第一控制信號(hào)；脈沖發(fā)生器，被配置為通過響應(yīng)于比較器的輸出信號(hào)中的上升沿而生成脈沖來生成第二控制信號(hào)；以及選擇電路，被配置為基于降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，選擇第一控制信號(hào)或第二控制信號(hào)作為降壓轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)。

15、優(yōu)選地，選擇電路被配置為：當(dāng)降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓低于預(yù)定閾值時(shí)，選擇第一控制信號(hào)作為降壓轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)；并且當(dāng)降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓高于預(yù)定閾值時(shí)，選擇第二控制信號(hào)作為降壓轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)。

16、優(yōu)選地，降壓轉(zhuǎn)換器具有在降壓轉(zhuǎn)換器的正常操作期間交替地接通和關(guān)斷的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，其中降壓轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)在降壓轉(zhuǎn)換器的正常操作期間控制所述一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的操作。

17、優(yōu)選地，控制電路還包括被配置為生成參考電壓的參考電壓發(fā)生器。

18、優(yōu)選地，控制電路還包括被配置為將降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與預(yù)定閾值進(jìn)行比較的電壓檢查電路。

19、本實(shí)用新型的一個(gè)方面的技術(shù)效果是實(shí)現(xiàn)降壓轉(zhuǎn)換器的軟啟動(dòng)。

技術(shù)特征：

1.一種開關(guān)模式電源smps，其特征在于，所述開關(guān)模式電源smps包括：

2.如權(quán)利要求1所述的smps，其特征在于，選擇電路被配置為：

3.如權(quán)利要求2所述的smps，其特征在于，反饋電壓被施加到比較器的第一輸入端子，并且參考電壓被施加到比較器的第二輸入端子。

4.如權(quán)利要求3所述的smps，其特征在于，第一輸入端子是比較器的負(fù)端子，并且第二輸入端子是比較器的正端子。

5.如權(quán)利要求3所述的smps，其特征在于，所述smps還包括耦合到降壓轉(zhuǎn)換器的輸出端子的分壓器，所述分壓器被配置為生成降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓的縮放版本。

6.如權(quán)利要求5所述的smps，其特征在于，所述smps還包括：

7.如權(quán)利要求2所述的smps，其特征在于，所述smps還包括被配置為將降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與預(yù)定閾值進(jìn)行比較的電壓檢查電路。

8.如權(quán)利要求2所述的smps，其特征在于，由脈沖發(fā)生器生成的脈沖的持續(xù)時(shí)間與降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與脈沖發(fā)生器的電源電壓之間的比率成比例。

9.如權(quán)利要求2所述的smps，其特征在于，降壓轉(zhuǎn)換器包括被配置為驅(qū)動(dòng)降壓轉(zhuǎn)換器的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)器電路，其中選擇電路的輸出耦合到柵極驅(qū)動(dòng)器電路。

10.如權(quán)利要求2所述的smps，其特征在于，所述smps還包括被配置為生成參考電壓的參考信號(hào)發(fā)生器，其中參考信號(hào)發(fā)生器的輸出端子耦合到脈寬調(diào)制器的輸入端子和比較器的輸入端子。

11.如權(quán)利要求10所述的smps，其特征在于，第一電壓為零。

12.如權(quán)利要求11所述的smps，其特征在于，參考電壓從第一電壓線性增加到第二電壓。

13.一種集成電路ic設(shè)備，其特征在于，所述集成電路ic設(shè)備包括：

14.如權(quán)利要求13所述的ic設(shè)備，其特征在于，選擇電路被配置為：

15.如權(quán)利要求14所述的ic設(shè)備，其特征在于，降壓轉(zhuǎn)換器具有在降壓轉(zhuǎn)換器的正常操作期間交替地接通和關(guān)斷的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)，其中降壓轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)在降壓轉(zhuǎn)換器的正常操作期間控制所述一個(gè)或多個(gè)開關(guān)的操作。

16.如權(quán)利要求14所述的ic設(shè)備，其特征在于，控制電路還包括被配置為生成參考電壓的參考電壓發(fā)生器。

17.如權(quán)利要求14所述的ic設(shè)備，其特征在于，控制電路還包括被配置為將降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓與預(yù)定閾值進(jìn)行比較的電壓檢查電路。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及開關(guān)模式電源SMPS和集成電路IC設(shè)備,旨在實(shí)現(xiàn)降壓轉(zhuǎn)換器的軟啟動(dòng)。集成電路設(shè)備包括：降壓轉(zhuǎn)換器；降壓轉(zhuǎn)換器的控制電路，包括：比較器，將降壓轉(zhuǎn)換器的反饋電壓與從第一電壓增加到第二電壓的參考電壓進(jìn)行比較；脈寬調(diào)制器，生成具有與參考電壓成比例的隨時(shí)間變化的脈寬的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)；與門，通過對(duì)比較器的輸出與PWM信號(hào)進(jìn)行邏輯與運(yùn)算來生成第一控制信號(hào)；脈沖發(fā)生器，通過響應(yīng)于比較器的輸出中的上升沿生成脈沖來生成第二控制信號(hào)；以及選擇電路，基于降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，選擇第一控制信號(hào)或第二控制信號(hào)作為降壓轉(zhuǎn)換器的控制信號(hào)。本技術(shù)用于開關(guān)模式電源SMPS和集成電路IC設(shè)備中。

技術(shù)研發(fā)人員：A·特瑞斯
受保護(hù)的技術(shù)使用者：意法半導(dǎo)體國際公司
技術(shù)研發(fā)日：20231208
技術(shù)公布日：2025/1/6